一种用于化学气相沉积反应的源瓶的制作方法

本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，特别是指一种用于化学气相沉积反应的源瓶。

背景技术：

化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)是一种薄膜沉积方式，一般参与反应物质为气态。当反应物为液态时，需要对反应源进行加热，保证反应物以气态形式参与反应。

通常将反应源放置在源瓶中，现有技术中源瓶的结构如图1所示，源瓶包括瓶体3、管路6和阀门7，在瓶体3的顶部设置连通瓶体内外的管路6，管路6上设置有阀门7。源瓶的底部外侧设置有第一加热带2以及对应第一热电偶1，侧壁和上部的外侧有第二加热带4及对应的第二热电偶5，第一加热带2和第二加热带4外部含绝热材质，所述第一热电偶1和所述第二热电偶5设置在瓶体3和加热带之间。反应源9放置在瓶体3内，设置在瓶体3外侧的加热带加热瓶体3，瓶体3与反应源9热交换，反应源9受热形成反应气体8，反应气体8通过管路6和阀门7流出瓶体3参与化学气相沉积反应，设置在瓶体3外表面的热电偶检测瓶体3的温度变化进行控温，保证反应源9的温度稳定，持续产生反应气体8。在实际工艺时，源瓶外侧的第一加热带2和第二加热带4对瓶体3加热，与第一热电偶1和第二热电偶5进行闭环控温，保证反应源9的温度稳定。温度稳定后，反应源9的温度与瓶体3内侧温度相近且稳定。随着反应源上方的反应气体8不断从管路6流出，反应源9蒸发出更多的反应气体8。在蒸发时，反应气体8会带走液态反应源9的热量导致反应源9的温度降低，反应源9温度降低后与瓶体3进行热交换后，瓶体3的温度随之降低，此时感应瓶体3温度的第一热电偶1和第二热电偶5进行温度反馈，第一加热带2和第二加热带4提高加热功率，对瓶体3进行加热，补充热量，维持反应源9的温度稳定。

然而整个过程从反应气体8带走热量到反应源9恢复至稳定温度，热电偶检测到瓶体的温度变化需要时间长、热交换效率低，导致温控反馈时间长而且会出现温度过冲问题，影响反应气体8的流量和反应气体8的温度，导致制备薄膜的实验条件无法精准控制，进而影响薄膜的质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种用于化学气相沉积反应的源瓶，提高加热效率，解决加热带温控反馈时间长的问题。

基于上述目的本实用新型提供的一种用于化学气相沉积反应的源瓶，其包括上盖、瓶身和加热带；所述上盖和所述瓶身密封连接，所述瓶身的外表面设置有加热带；所述瓶身内用于盛放反应源，所述瓶身和所述上盖中的至少一者上设置有伸入所述反应源的热交换结构，所述热交换结构未将所述反应源完全隔离，并用于将所述加热带的热量传导至反应源。

进一步的，所述热交换结构为平板结构，多块所述平板结构交错排列。

进一步的，所述平板结构的板面上设置有多个凸起，所述凸起上设置有通孔。

进一步的，所述热交换结构包括与所述瓶身的底部连接的第一环形结构，所述第一环形结构与所述瓶身连接的部位设置有至少一个第一缺口。

进一步的，所述热交换结构还包括与所述上盖连接的第二环形结构，所述第二环形结构与所述上盖连接的部位设置有至少一个第二缺口。

进一步的，多个所述第一环形结构和多个所述第二环形结构交错分布。

进一步的，多个所述第一环形结构上的所述第一缺口交错分布，多个所述第二环形结构上的所述第二缺口交错分布。

进一步的，所述热交换结构包括柱状结构和以柱状结构为旋转中心转动连接的搅拌叶。

进一步的，所述源瓶还包括管路和阀门，所述管路连接在所述瓶身上或所述上盖上，所述管路上设置有所述阀门。

进一步的，所述源瓶还包括连接件和密封圈，所述上盖和所述瓶身通过所述连接件紧固连接，所述上盖和所述瓶身之间设置有所述密封圈。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的用于化学气相沉积反应的源瓶通过至少在瓶身或上盖其中之一上设置伸入反应源的热交换结构，通过热交换结构实现反应源内部与源瓶的热量交换，源瓶既能和与之接触的反应源进行热量交换，又能和反应源内部进行热量交换，由此源瓶的温度更快的接近反应源的真实温度，热电偶能够更早的感知反应源的温度变化，进而更早的提供是否改变加热带功率的信息，有效避免反应源内部温度已经改变而源瓶的温度未能及时改变可能引起的温度过冲等问题。

本实用新型提供的用于化学气相沉积反应的源瓶设置热交换结构为环状结构，所述环状结构表面积大，也就相当于增加了热交换面积，当反应源的温度降低时，通过所述热交换结构能够使源瓶迅速降低温度直到与反应源的温度相同，提高反应源与源瓶的热交换效率；当加热带增加功率产生热量时，通过所述热交换结构能够使源瓶的热量迅速交换给反应源，提高热交换效率，通过增设热交换结构扩大热交换面积、提高加热效率以及源瓶和反应源温度达到平衡的速度，缩短温控反馈时间。

本实用新型提供的用于化学气相沉积反应的源瓶由于增设了热交换结构，提高了热交换效率，在源瓶体积不变的情况下，能够获得更大的反应气体供应量，满足化学气相沉积法对高通量反应气体的要求。

附图说明

图1为现有技术中用于化学气相沉积反应的源瓶的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种用于化学气相沉积反应的源瓶的侧视图；

图3为本实用新型实施例一种用于化学气相沉积反应的源瓶的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图2所示为本实用新型实施例提供的一种用于化学气相沉积反应的源瓶的结构，所述源瓶包括上盖10、瓶身13和加热带(图中未示出)；上盖10和瓶身13密封连接，瓶身13的外表面设置有加热带，瓶身13内用于盛放反应源9，瓶身13和上盖10中的至少一者上设置有伸入反应源9的热交换结构，热交换结构未将反应源9完全隔离，并用于将加热带的热量传导至反应源9。本实用新型中，热交换结构未将反应源9完全隔离是指反应源9作为一个整体，其内部可以流动，热交换结构不会限制反应源9的这种流动，也就是热交换结构的设置不会导致反应源9中的任何一个部分与其他部分相隔离。

本实用新型实施例的用于化学气相沉积反应的源瓶还包括热电偶(图中未示出)，热电偶设置在瓶身13和加热带之间。可选的，在本实用新型的一些实施例中，上盖10的外表面也设置有加热带，可选的，热电偶还可以设置在上盖10和加热带之间。

在实际工艺时，加热带对瓶身13和上盖10进行加热，因为热交换结构与瓶身13和上盖10为一体，所以当温度稳定时，瓶身13的温度更接近反应源9的真实温度。随着工艺进行，反应气体8通过管路6、阀门7进入到反应室参与反应，反应源9蒸发成反应气体8流出源瓶会带走热量，导致剩余的反应源9和瓶身13温度降低。在本实用新型实施例的方案中，热交换结构与反应源9内部直接接触，实现瓶身13与反应源9内部进行热量交换，改变现有技术中源瓶仅能与和其直接接触的反应源9和反应气体8进行热量交换的情况，当反应源9的温度降低时，热交换结构有利于将瓶身13的热量更快的传递给反应源9，瓶身13的温度降低更加迅速，设置在瓶身13和加热带之间的热电偶能够迅速检测到瓶身13的温度的降低，进而及时调高加热带的功率，更早的开始温控调节。

调高加热带的功率后，加热带产生热量加热瓶身13和热交换结构，瓶身13和热交换结构再将热量传导给反应源9。热交换结构扩大了与反应源9进行热交换的接触面积，实现对反应源9在更大面积范围上进行加热，提高了热交换速度，进而缩短温控反馈时间，保证反应源9的供气稳定性；热交换结构能够及时感受反应源9内部的温度升高，避免反应源9的温度已经升高而瓶身13感受不到的问题，有利于热电偶及时感受到反应源9温度的变化，进而调低加热带功率，有效避免温度过冲的问题。

通过该热交换结构的设置，瓶身13温度能更快的接近反应源9的真实温度，缩短瓶身13的温度改变滞后于反应源9的温度改变的时间，有效避免温度过冲问题；热交换结构能够提高瓶身13和上盖10与反应源9的热交换效率，缩短温控反馈时间；由于热交换效率的提高，相同体积的源瓶能够提供更高通量的气体，能够满足高通量的化学气相沉积的要求。

在本实用新型的一些实施例中，热交换结构为平板结构，多块所述平板结构交错排列，方便反应源和/或反应气体的流动，有利于热交换的进行，还由于增加了热交换的面积，提高热交换效率。

在本实用新型的一些实施例中，平板结构的板面上设置有多个凸起，凸起上设置有通孔。凸起的设置有利于反应源或反应气体在纵向流动的基础上增加湍流，充分进行热量交换；通孔的设置有利于板面两侧的反应源或反应气体进行交换，促进横向流向从而促进热量交换。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所述，热交换结构包括与瓶身13的底部连接的第一环形结构。第一环形结构增加了热交换面积，提高热交换效率，保证源瓶和反应源9更快达到温度的平衡，确保加热稳定性。所述第一环形结构与瓶身13连接的部位设置有至少一个第一缺口17，可以实现反应源9底部的流通。进一步的，多个所述第一缺口17均匀分布或非均匀分布。

在本实用新型的一些实施例中，热交换结构还包括与上盖10连接的第二环形结构，所述第二环形结构与上盖10连接的部位设置有至少一个第二缺口，实现反应气体8的流通。进一步的，多个所述第二缺口均匀分布或非均匀分布。

在本实用新型的一些实施例中，多个第一环形结构和多个第二环形结构交错分布。如图3所示，外层第一环形结构14、中层第一环形结构15和内层第一环形结构16由外到内依次排列，外层第一环形结构14和中层第一环形结构15之间设置有中层第二环形结构(图中未示出)，中层第一环形结构15和内层第一环形结构16之间设置有内层第二环形结构(图中未示出)。

在本实用新型的一些实施例中，多个第一环形结构上的第一缺口17交错分布，多个第二环形结构上的第二缺口交错分布，这样的设置有利于反应源9和反应气体8均能充分流动，方便热量交换。

在本实用新型的一些实施例中，热交换结构包括柱状结构和以柱状结构为旋转中心转动连接的搅拌叶。具体的，加热反应源9时，反应源9受热内部发生对流，带动搅拌叶自转和/或沿柱状结构上下移动，促进反应源9的流动，提高热交换效率。

在本实用新型的一些实施例中，源瓶还包括管路6和阀门7，管路6连接在瓶身13上或上盖10上，反应气体从管路6流出瓶身13，管路6上设置有阀门7，阀门7用于控制反应气体的通断。

在本实用新型的一些实施例中，源瓶还包括连接件11和密封圈12，上盖10和瓶身13通过连接件11紧固连接，上盖10和瓶身13之间设置有密封圈12，通过设置密封圈12实现真空密封，避免空气或液体泄漏。优选的，连接件11为螺栓。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。